|
2682 |
|
Thursday, September 29, 2011, Saal G-1 3:15 PM Kranbau |
|
Schweißfalttechnik, Untersuchungen und Prozessentwicklung zur Herstellung faltbarer Tragstrukturen |
|
Mark A. Swider* / Leibniz Universität Hannover
Institut für Werkstoffkunde, Deutschland Aret Varahram / Leibniz Universität Hannover/ Institut für Werkstoffkunde , Deutschland Thomas Hassel/ Leibniz Universität Hannover/ Institut für Werkstoffkunde , Deutschland Friedrich-Wilhelm Bach/ Leibniz Universität Hannover/ Institut für Werkstoffkunde, Deutschland |
|
Das Fügen von T-Stoß-Verbindungen durch Kehlnähte bei z.B. Doppel-T-Trägern unterliegt entscheidenden Einschränkungen. So wird zurzeit der komplette Träger während der Fertigung um 180° gedreht, da die Träger beidseitig in Wannenlage verschweißt werden. Zudem ist es bei allen Kehlnahtschweißungen erforderlich einen ausreichenden Arbeitsraum für den Brenner zur Verfügung zu stellen. Dies ist gerade bei kleineren Bauteildimensionen problematisch. Hier kann die Alternative des verdeckten T-Stoß-Schweißens auf Grund der geringeren Blechdicken und den dadurch resultierenden Positionierungsproblemen oft nicht mehr angewendet werden. Ziel der Forschungsarbeiten ist die Herstellung neuer Tragstrukturen, welche in einer speziellen Aufspannung in Wannenlage einseitig geschweißt werden können. Durch eine nachfolgende Umformoperation (aufklappen) werden aus den zuvor hergestellten Blechverbindungen komplexe räumliche Strukturen z.B. im Doppel-T-Querschnitt. Aufgrund der zunehmenden Flexibilität von Formen, Maßen, Lieferzeiten und Werkstoffen gerade im Bereich der Architektur kommt einem einfachen Prozess für Kleinserien (Losgröße 1) und Sondermaßen eine große Bedeutung zu. So kann mit einer relativ einfachen Einspann- und Biegevorrichtung ein Verarbeitungs- und Herstellungsverfahren direkt am Einsatzort ohne großen Schablonenbau realisiert werden (Coil -> Schweißen ->Falten). Zur Herstellung und Untersuchung von faltbaren Bauteilen wurde, für die ersten Schweißversuche, die Geometrie eines Standard IPE80 Doppel-T-Profiles ausgewählt. Als Werkstoff für die Versuche wird zunächst der Edelstahl 1.4301 als ein Vertreter der hochlegierten Stähle ausgewählt und ohne Schweißzusatz verschweißt. Weitere Versuche sollen mit Zusatzwerkstoffen (z.B. 1.4430 oder 1.4370) durchgeführt werden, diese Zusatzstoffe zeichnen sich durch ein sehr zähes Schweißgut und eine hohe Bruchdehnung aus. Zudem neigt der 1.4370 in besonderem Maße zur Kaltverfestigung, so dass hier die Möglichkeit einer Festigungssteigerung durch den Umformprozess untersucht werden kann. Als Schweißproben werden zwei Unterbleche (Maße:46x200x5mm) positioniert und mittig dazu ein Oberblech (Maße:70x200x4mm) in einer Einspannung fixiert. Anschließend werden robotergesteuert die beiden Längskanten im Überlappstoß verschweißt. In einem zweiten Prozessschritt werden die beiden Unterbleche aufgeklappt. Die Schweißproben werden metallographisch und mechanisch untersucht sowie Härteprüfungen durchgeführt. |